Rasファミリー活性化因子の多様性からのゲノム進化の検討

从 Ras 家族激活剂的多样性检查基因组进化

• 批准号: 12206085
• 负责人: 望月 直樹
• 金额: --
• 依托单位: Research Institute, International Medical Center of Japan
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (C)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12206085/
• 关键词: ゲノム; Ras; GDP; GTP交換因子

本研究では(1)ヒト低分子量GTP結合蛋白質特にRasファミリーに属するRapのGDP/GTP交換因子(Rap-GEF)を明らかにし、細胞内情報伝達系における機能をまとめ(2)特に線虫ゲノムの同遺伝子群との比較により高次機能の獲得とゲノム進化とを系統的に解析することを目的に研究を進めた。【結果】(1)新規Rap-GEFとしてGEFドメインのホモロジーサーチでCal-DAG-GEF-IIIを同定して低分子量GTP結合蛋白質Rasファミリー分子に対する基質特異性を決定した。(2)CalDAG-GEFはその名前の由来のようにCa2+とDAG(ジアシルグリセロール)による制御を受ける部位を有しておりCalDAG-GEF-IIIもこれまでのI,IIと同様にCa2+/DAGの制御をうけることが判った。(3)CalDAG-GEF-IはRap1,R-Ras群のGEFであり、CalDAG-GEF-IIはH-Ras,R-Ras群のGEFであるが今回新たにCalDAG-GEF-IIIが全てRasファミリーのH-Ras,Rap1,R-Rasに対してGEFとして働くことが判明した。(4)CalDAG-GEFの局在を調べるためにin situ hybridizationを行ったところ脳ではCalDAG-GEF-Iは基底核、CalDAG-GEF-IIは小脳、CalDAG-GEF-IIIはoligodendrogliaに存在した。また腎臓ではIは間質、IIは集合管、IIIは糸球体mesenchymal細胞に発現を認めた。【考察】CalDAGはヒトではCalDAG-GEF-I,II,とIIIの3つが同定された。全塩基配列が明らかとなった線虫ではCalDAG-GEFは1種類しかなく、高等動物への進化のために多様化し複数のCalDAGが必要になったと考えられる。その発現部位もそれぞれ異なり多様な低分子量GTP結合蛋白質の活性化に必要なGEFが分化し高次機能獲得のために基質特異性を獲得したものと考えた。

在本研究中，我们（1）阐明了人类低分子量GTP结合蛋白的GDP/GTP交换因子（Rap-GEF），特别是属于Ras家族的Rap，并总结了其在细胞内信号中的功能转导系统；本研究的目的是通过与相同基因组进行比较，系统地分析更高功能的获得和基因组进化。 [结果]（1）通过GEF结构域同源性搜索，将Cal-DAG-GEF-III鉴定为新型Rap-GEF，并确定其对低分子量GTP结合蛋白Ras家族分子的底物特异性。 (2) 顾名思义，CalDAG-GEF 有一个受 Ca2+ 和 DAG（二酰基甘油）调节的位点，而 CalDAG-GEF-III 和之前的 I、II 一样，有一个受 Ca2+ 和 DAG 调节的位点（甘油二酯）结果得到控制。 (3) CalDAG-GEF-I是Rap1、R-Ras组的GEF，CalDAG-GEF-II是H-Ras、R-Ras组的GEF，但是这次CalDAG-GEF-III是全部为 Ras 的 GEF 研究发现，它充当 H-Ras、Rap1 和 R-Ras 家族的 GEF。 (4)进行原位杂交以研究CalDAG-GEF在脑中的定位，CalDAG-GEF-I存在于基底神经节中，CalDAG-GEF-II存在于小脑中，CalDAG-GEF-III存在于脑中。存在于少突胶质细胞中。在肾脏中，I 在间质中表达，II 在集合管中表达，III 在肾小球的间充质细胞中表达。 [讨论] 在人类中鉴定出三种类型的 CalDAG：CalDAG-GEF-I、II 和 III。秀丽隐杆线虫中只有一种 CalDAG-GEF，其完整碱基序列已被揭示，并且人们认为，由于进化为高等动物的多样化，需要多个 CalDAG。我们假设GEF是各种低分子量GTP结合蛋白激活所必需的，其表达位点不同，并且具有分化和获得底物特异性以获得更高阶的功能。

项目成果

Yamashita S, et al.: "CalDAG-GEFIII activation of Ras, R-Ras, and Rap1."J Biol Chem. 275. 25488-25493 (2000)

Yamashita S 等人：“CalDAG-GEFIII 激活 Ras、R-Ras 和 Rap1。”J Biol Chem。

Ohba Y, et al.: "Rat2 as a Slowly Responding Molecular Switch in the Rapl Signaling Cascade."Mol Cell Biol. 20. 6074-6083 (2000)

Ohba Y 等人：“Rat2 作为 Rapl 信号级联中缓慢响应的分子开关。”Mol Cell Biol。

Ohba Y, et al.: "Regulatory proteins of R-Ras, TC21/R-Ras2, and M-Ras/R-Ras3."J Biol Chem. 275. 20020-20026 (2000)

Ohba Y 等人：“R-Ras、TC21/R-Ras2 和 M-Ras/R-Ras3 的调节蛋白。”J Biol Chem。

Mochizuki N, et al.: "Crk Activation of JNK via C3G and R-Ras."J Biol Chem. 275. 12667-12671 (2000)

Mochizuki N 等人：“通过 C3G 和 R-Ras 激活 JNK。”J Biol Chem。